Вопрос 5. Типы систем теплоснабжения. (1, с.14..18)
1. По типу источника теплоты:
1.1. Централизованное (передача теплоты от источника до потребителя производится по тепловым сетям). Комплекс оборудования источника теплоты, тепловых сетей и абонентских установок называется системой централизованного теплоснабжения:
а) ТЭЦ;
б) районные, промышленные котельные.
По степени централизации:
групповое – группы зданий
районное – несколько групп зданий (район)
городское – несколько районов
межгородское – несколько городов
1.2. Децентрализованное (передача теплоты от источника до потребителя производится без тепловой сети):
а) индивидуальные отопительные агрегаты (теплоснабжение каждого помещения – участок цеха, комната, квартира – обеспечивается от отдельного источника – печное и поквартирное отопление);
б) местные отельные (теплоснабжение каждого здания обеспечивается от отдельного источника).
2. По роду теплоносителя:
2.1. Водяные (область применения – снабжение сезонных потребителей теплоты и горячей воды, жилье)
а) низкотемпературные;
б) высокотемпературные.
Преимущества:
широкий диапазон изменения температуры (300-470 К) → широкий интервал регулирования;
более полное использование теплоты ТЭЦ;
отсутствуют потери конденсата;
большая теплоемкость;
большая подвижность и незначительное изменение потенциала → радиус действия 30-60 км (меньше энергетические и насосные потери транспортировки);
проще и дешевле присоединение абонентов, меньше диаметр труб;
бесшумность работы;
централизованное качественное регулирование температуры и нагрузки.
Недостатки:
значительный расход электроэнергии на перекачку воды;
большая чувствительность к авариям (утечки…);
жесткая гидравлическая связь (механические повреждения при повышении давления…);
опасность замерзания и разрушения трубопроводов;
большая тепловая инерционность при регулировании температуры;
2.2. Паровые (область применения – технологическое теплоснабжение промпредприятий, пар с параметрами 0,2-4,0 МПа)
а) низкого давления;
б) высоко давления;
в) вакуумные.
Преимущества:
большая чем у воды удельная энтальпия;
связь
;высокая теплоотдача отопительных приборов, приводящая к снижению расхода металла из-за возможности уменьшения площади поверхности приборов;
меньшая вероятность замораживания системы;
малая инерционность → быстрый прогрев помещения;
отсутствие центробежных насосов → нет затрат на электроэнергию.
Недостатки:
большие потери давления и теплоты → радиус действия 6-15 км;
сложнее эксплуатация (сбор конденсата…), дороже сооружение и эксплуатация;
меньший срок эксплуатации из-за повышенной коррозии (4-10 лет, у водяных – 40 лет);
при наличии попутной конденсации пара появление шума, вибрации, ударов;
высокая температура поверхности отопительных приборов (около 100 градусов), больше чем предусмотрено санитарно-гигиеническими нормами → нужны дополнительные ограждения.
Для упрощения и снижения затрат на трубопроводы в системах теплоснабжения целесообразно применять один вид теплоносителя.
3. По способу подачи теплоносителя:
3.1. Закрытые (теплоноситель не отбирается из сети, не расходуется, а только транспортирует теплоту; сетевая вода нагревает водопроводную воду для горячего водоснабжения в специальных теплообменниках - бойлерах)
Преимущества:
высокое стабильное качество горячей водопроводной воды;
гидравлическая изолированность от воды, циркулирующей в сети;
простота контроля герметичности системы по величине подпитки (0,5-1%).
Недостатки:
более сложное и дорогое оборудование абонентов;
водопроводные подогреватели более сложны при эксплуатации и ремонте, стоимость оборудования в тепловых пунктах возрастает;
коррозия бойлеров (недеаэрированная и химически неочищенная водопроводная вода увеличивает интенсивность отложения солей, накипи).
3.2. Открытые (теплоноситель полностью или частично отбирается из сети потребителем; сетевая вода непосредственно используется для горячего водоснабжения, не требуются теплообменники)
Преимущества:
возможность максимального использования низкопотенциальных источников теплоты для подогрева подпиточной воды (сбросная, продувочная вода ТЭЦ), возможность использования для горячего водоснабжения теплой воды после технологических операций, если она подходит по санитарным нормам;
в абонентские установки поступает деаэрированная вода → меньше корродируют;
упрощение абонентских вводов (надежность и долговечность);
при полном разборе воды на горячее водоснабжение возможно использование более дешевых однотрубных схем без возврата обратной воды.
Недостатки:
резкое возрастание (до 20-40%) потерь сетевой воды и увеличение объема водоподготовки на ТЭЦ;
ухудшение состава горячей воды (нет биологической обработки, продукты коррозии) → удорожание системы водоподготовки на ТЭЦ;
необходимость постоянного санитарного контроля;
усложнение контроля герметичности (где течет?);
нестабильность гидравлического режима;
при увеличении расхода на горячее водоснабжение может не хватить мощности системы водоподготовки и мощности ТЭЦ.
По начальным затратам (монтаж) они равноценны. По эксплуатационным затратам лучше закрытые. Открытые лучше при дальней транспортировке теплоты, большей нагрузке горячего водоснабжения и мягкой исходной воде.
4. По числу трубопроводов системы:
4.1. Однотрубные (для открытой системы, минимум)
Особенности:
для дальней транспортировки теплоты;
возможна при равенстве расхода воды на отопительно-вентиляционную тепловую нагрузку и горячее водоснабжение. Однако, почти во всех регионах
в 3-4 раза.
4.2. Двухтрубные (для закрытой системы, минимум) – получили преимущественное распространение.
Особенности:
тепловая сеть состоит из двух линий – подающей и обратной, по которой сетевая вода возвращается на ТЭЦ.
4.3. Многотрубные (трехтрубные) – чем больше разнородных потребителей по температуре и тепловой нагрузке, тем больше труб с теплоносителями разных параметров.
Особенности:
применяются в промышленных районах, где требуется теплота более высокого потенциала (2 подающие и 1 обратная линия).
5. По способу обеспечения потребителей теплотой:
5.1. Одноступенчатые
Особенности:
- непосредственное присоединение потребителей к сети (узлы подключения потребителей к тепловой сети называются абонентским вводами или местными тепловым пунктами МТП);
- на МПТ каждого здания устанавливаются бойлеры, элеваторы, насосы, контрольно-измерительные приборы и регулирующая арматура.
5.2. Многоступенчатые
Особенности:
- имеют центральные тепловые пункты (ЦТП) или подстанции;
- обслуживают группу зданий;
- на ЦТП есть центральная подогревательная установка, может быть обработка водопроводной воды (деаэрация, умягчение);
- меньше персонала и меньше эксплуатационные затраты.